[發(fā)明專利]一種光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010896015.6
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111807349A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 蘇莉;秦塞男;王亮;張艷;任天翔;靳清睿
• 申請（專利權(quán)）人: 河南師范大學(xué)
• 主分類號: C01B32/15
• 分類號: C01B32/15;C09K11/65;B82Y40/00;B82Y20/00
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原智匯知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發(fā)明公開了一種光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點的制備方法，屬于功能材料熒光碳點的制備技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點為：將苯二胺類化合物和氨基酸混合溶于去離子水后加入到高壓反應(yīng)釜中并于160?280℃反應(yīng)2?12h，再經(jīng)過純化、干燥后得到光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點。本發(fā)明所制備的紅光碳點呈現(xiàn)雙波段發(fā)射波長，在600nm及650nm具有較強的激發(fā)波長，且發(fā)射波長不依賴于激發(fā)波長而發(fā)生偏移；同時本發(fā)明具有制備工藝簡單、易批量生產(chǎn)等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于功能材料熒光碳點的制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點的制備方法。

背景技術(shù)

碳點是一類尺寸小于10nm的分散的類球狀碳納米材料，與半導(dǎo)體量子點相比，其表面富含羧基、羥基等官能團，具有低毒性和良好的生物相容性；其熒光光穩(wěn)定性好，不易光漂白，具有一定的激發(fā)波長依賴性。因此，碳點在生物成像、熒光傳感、發(fā)光二極管、光伏材料器件、光催化、醫(yī)學(xué)治療等方面表現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景，是當(dāng)前納米材料科學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。

大多數(shù)碳點的發(fā)射峰在藍色和綠色區(qū)域，因而限制了其廣泛應(yīng)用，尤其在生物檢測領(lǐng)域，藍色和綠色的發(fā)射物不能深入滲透組織，也很容易激發(fā)生物樣品的自發(fā)熒光。近紅外熒光因其具有較深的組織穿透性、不易激發(fā)生物自身熒光、對生物樣本光損傷小等等優(yōu)點引起人們的廣泛關(guān)注。目前報道較多發(fā)射紅光的熒光材料是熒光染料、半導(dǎo)體量子點以及高分子量子點，但其均存在毒性大、生物相容性差、成本高、制備工藝復(fù)雜以及污染環(huán)境等問題。而紅光碳點與傳統(tǒng)的近紅外發(fā)光材料相比，具有低毒性、良好的生物相容性和碳源豐富，使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域成為一顆耀眼的明星。通常碳點熒光發(fā)射波長會隨著激發(fā)波長的變化而變化，然而在具體的檢測應(yīng)用中，穩(wěn)定的光致發(fā)光波長對于對于檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性具有非常重要的影響。因此，構(gòu)建一種制備簡單、光致發(fā)光波長穩(wěn)定且能夠批量制備紅光碳點的制備方法非常必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種生物相容性好、制備過程簡單且能夠規(guī)模化生產(chǎn)的光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點的制備方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點的制備方法，其特征在于具體步驟為：將苯二胺類化合物和氨基酸混合溶于去離子水后加入到高壓反應(yīng)釜中并于160-280℃反應(yīng)2-12h，再經(jīng)過純化、干燥后得到光致發(fā)光波長穩(wěn)定的紅光碳點，其中苯二胺類化合物為鄰苯二胺、間苯二胺或?qū)Ρ蕉罚被釣楦拾彼帷⒈彼帷⒗i氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸、色氨酸、絲氨酸、酪氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、蘇氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、氨基酸、精氨酸或組氨酸。

進一步限定，所述純化步驟為先用濾膜過濾收集熒光碳點，再用透析袋透析去除雜質(zhì)，干燥方式為鼓風(fēng)干燥、真空干燥或冷凍干燥。

進一步限定，所述熒光碳點呈現(xiàn)雙波段發(fā)射波長，在600nm及650nm具有較強的激發(fā)波長，且發(fā)射波長不依賴于激發(fā)波長而發(fā)生偏移。

本發(fā)明具有以下有益效果：1、本發(fā)明中苯二胺類化合物和氨基酸作為前驅(qū)體，結(jié)構(gòu)可控、成本低廉；2、本發(fā)明所制備的紅光碳點呈現(xiàn)雙波段發(fā)射波長，在600nm及650nm具有較強的激發(fā)波長，且發(fā)射波長不依賴于激發(fā)波長而發(fā)生偏移；3、本發(fā)明具有制備工藝簡單、易批量生產(chǎn)的特點，制備過程中水熱反應(yīng)溫度控制為160-280℃，反應(yīng)時間控制為2-12h，溫度過高碳化程度過高，溫度過低則難以聚合形成紅光碳點。4、本發(fā)明所制得的紅光碳點大部分成分為碳元素，且本身含有少量的氮元素和氧元素，具有良好的生物相容性。

附圖說明

圖1是實施例1所制備的紅光碳點的在不同激發(fā)波長下的熒光譜圖；

圖2是實施例1所制備的紅光碳點的TEM圖。

具體實施方式